混凝土桥梁设计中配筋问题探析

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1、混凝土桥梁设计中配筋问题探析　　【摘要】桥梁结构的耐久性和可持续发展是业内非常关注的问题，避免和处理结构开裂是确保桥梁结构安全耐久的重要煮组成部分。本文就介绍了混凝土桥梁设计在配筋设计的原则，结合实例探讨了设计过程中的配筋问题。【关键词】混凝土；桥梁；设计；配筋中图分类号：U445文献标识码：A前言在混凝土桥梁设计中，配筋的选用关系到桥梁结构的经济、适用和安全。由于我国的交通行业在之前一段很长的时间里发展非常缓慢，因此在桥梁上行驶的载重车辆的车流量较小，而且基本上都是两轴或者三轴，而且配筋经常处于超负荷的状态，从而导致公路桥梁的损坏现象日益

2、严重。因此，当今对于混凝土桥梁设计中的配筋问题就应当得到越来越多的深入关注和探索。一、混凝土桥梁配筋设计原则第一，配置体外预应力筋抵抗桥梁的竖向剪力,其数值为荷载产生的竖向剪力与按公式计算所得剪力之差。体外预应力筋的转向和锚固上要满足构造要求,如不满足,则调整与改善体外预应力筋锚固及转向的构造或位置。第二，在配有上述体外预应力筋的情况下,7计算桥梁控制截面的弯矩,然后按计算所得的弯矩配置体内预应力筋。第三，由于体内预应力筋在极限状态时有更高的作用效率,一般对体外预应力筋的用量进行控制,以保证极限状态时桥梁的抗弯能力。二、混凝土桥梁设计中剐构

3、桥角隅处的配筋7而对于闭合框架桥或门式刚构桥的配筋，通常多采用梁单元来进行计算，但是又常常会忽略其角隅位置的钢筋配置，以至于这部分配筋的不当最终可能会导致混凝土被拉裂或压碎。通过对混凝土桥梁角隅位置在其对角线截面上所产生的块单元正应力云图进行分析，可以看出，其斜截面上正应力的分布是呈非线性的，而其最大拉应力则在截面高度上的2／3位置左右，其最大压应力则在内侧的边缘。因此相应受拉钢筋的设计配置，也应该考虑下面几个问题：第一，受拉钢筋转弯半径不应当采用一般钢筋的弯钩半径，且不应过小，而应当符合《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(TJG

4、D62-2004)中的相关规定和要求，也就是其转弯半径不能小于10d，倘若小于该值就会在其受拉钢筋的转弯处内侧因为压应力过大而导致混凝土被压碎。假如受到条件限制，其转弯半径小于了规范的规定，则应当在钢筋的内侧进行钢筋网的设置，以此来提高其混凝土的抗压强度。第二，由于其最大正应力大约在截面高度上的2／3位置左右，则钢筋也应在其拉应力的最大处通过。而当转弯半径过大、截面高度较小时，则应当加大加掖，此时根据经验应当取r≤0.8h。而当转弯半径的外侧混凝土的保护层过厚的话，为了防止混凝土的开裂，应当在钢筋的外侧设置一层钢筋网。另外，根据混凝土桥梁角

5、隅位置在沿着对角线方向上所产生的块单元正应力云图，能够看出其角隅的内侧有较大的压应力，因而应当配置一定量的斜向的箍筋，以此来提高其核心混凝土抗压强度。而当抗拉、抗压强度不足之时，则可将加掖进行适当加大。三、混凝土桥梁中桩基的构造配筋1、理论要求对于桩基的各个截面配筋，在理论上应当根据桩基的内力来进行计算和布置，而对桩基内力进行计算一般可采用“m”法。按照“m”法来计算桩基的时候，其桩身弯矩可以体现出以下以下四个特征(详见图1)。图1：“m”法计算中的桩基弯矩(1)其弯矩分布的规律近似一条自上而下的衰减波形曲线，并且衰减得很快。(2)桩身的最

6、大弯矩是发生在其第一个非完整的波形中。(3)在第一次弯矩零点以下的桩身弯矩很小，几乎可以忽略，其下部桩身则主要是起到竖向力传递的作用。7(4)其第一次弯矩零点的位置就在桩基入土深度h=ah／4的位置。其中a为土中基础变形系数，h为地面(无冲刷时)或局部冲刷线以下的基础入土深度。2.钢筋布置方式一般桩基的钢筋布置方式有两种第一，根据其最大弯矩来进行配筋，也就是所谓的长短筋布置：第二，桩基的主筋一直延伸到桩底，也就是所谓的通长筋布置。3.设计配筋经验根据《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTGD63—2007)，再结合长期以来的一些常用经验和做法

7、，对于桩基的配筋设计可以得出以下几点经验(1)钻孔灌注桩的最小配筋率应取0，6％，而桩底的素混凝士，其长度取值通常要求：当长度不超过20m的时候，可以取其桩长的1／5；而当长度超过20m的时候，则可取其桩长的1／3.75左右且桩底素混凝土长度最好不要超过12m。(2)桩基内的主筋应当分成两批进行截断，其中第一批应当在其最大弯矩截面处以下的桩径的5—8倍位置。而且嵌岩桩应当注意将钢筋伸到桩底，其他桩当ah≥4，并且桩侧的土质较差时，同样也应当考虑将钢筋伸到桩底。(3)桩基的箍筋应当采用螺旋箍筋，直径应当根据桩直径、主筋直径等来确定，通常为8—

8、14mm。其在桩顶部分的箍筋应当按照抗震的措施和要求进行加密。并且螺旋箍筋接头应当采用焊接，且其端头应当伸入混凝土的核心内。7(4)由于桩身的最大弯矩通常发生在地面之下约3m的位